(57)【要約】    【課題】  検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にする。    【解決手段】  メインフレーム１０とサブフレーム２０とは６個のヒンジ部１で接続され、フレーム２０がヒンジ部１を介してフレーム１０に対して鍵並び方向に相対的に移動可能に構成される。押鍵後等に鍵３０が鍵並び方向に揺動されると、フレーム２０がフレーム１０に対して鍵並び方向に揺動して、鍵３０の鍵並び方向への押鍵操作がセンサ４３により検出される。ヒンジ部１の厚みＨ１は、メインフレーム１０及びサブフレーム２０のうち薄い方であるサブフレーム２０の最大厚みＨ３と略同一に形成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵からなる鍵盤と鍵盤楽器本体に対して固定的に設けられたメインフレームと前記鍵盤楽器本体に対して鍵並び方向に揺動可能に設けられたサブフレームとから構成される鍵盤フレームを備えた鍵盤装置であって、
前記複数の鍵は、それぞれ前記メインフレームまたは前記サブフレームのいずれか一方に一部が固定されてなり、
前記鍵盤フレームは、前記メインフレームと前記サブフレームとがヒンジ部を介して連結され、前記鍵を鍵並び方向に揺動させたとき、前記サブフレームが前記メインフレームに対して前記ヒンジ部を介して鍵並び方向に揺動し得るように構成され、
前記ヒンジ部は、押離鍵方向の厚みが前記メインフレーム及び前記サブフレームのうち薄い方の厚みと略同一に形成され、且つ、その断面形状が押離鍵方向に縦長に形成されたことを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
鍵盤楽器本体に対して固定的に設けられたメインフレームと前記鍵盤楽器本体に対して鍵並び方向に揺動可能に設けられたサブフレームとから構成される鍵盤フレームを備えた鍵盤装置であって、
押離鍵操作可能な鍵と、
前記サブフレームを前記メインフレームに対して鍵並び方向に揺動可能に連結するヒンジ部と、
前記サブフレームに連結され、前記鍵に対する押鍵力に応じて撓み得るように構成された弾性体と、
前記メインフレームに対して固定的な第１の位置（Ｑ１）に対する、前記弾性体に対して固定的な第２の位置（Ｑ２）の移動を検出することで、前記押鍵力を検出する押鍵力検出手段とを備え、
前記メインフレームと前記ヒンジ部とは前記第１の位置から離間した第１接続部（ＣＮ１）で接続され、
前記ヒンジ部と前記サブフレームとは前記第１接続部から離間した第２接続部（ＣＮ２）で接続され、
前記サブフレームと前記弾性体とは前記第２の位置から離間した第３接続部（ＣＮ３）で接続されることで、
前記第１の位置から前記第２の位置までの経路が、前記メインフレームを通って前記第１接続部で折り返し前記ヒンジ部を通って前記第２接続部に至り、さらに前記サブフレームを通って前記第３接続部で折り返し前記弾性体を通って前記第１の位置に至る２度折り返し構造となっていることを特徴とする鍵盤装置。
【請求項３】
前記サブフレームの前記メインフレームに対する鍵並び方向への移動量の上限を規制するためのストッパ機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤装置。
【請求項４】
前記ストッパ機構は、前記メインフレームに一体的に形成した第１当接部と前記サブフレームに一体的に形成した第２当接部とが前記サブフレームの鍵並び方向への移動時に当接し得るように構成されたことを特徴とする請求項３記載の鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押鍵力を検出してそれを楽音制御に反映させる鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押鍵ストローク中あるいは押鍵ストローク後に押離鍵方向（上下方向）や鍵並び方向（鍵盤左右方向）の押鍵力成分を検出し、これらの力情報を例えば音色、音量、ピッチ、リバーブ、パン、ビブラート等に反映させて楽音を制御し、演奏の幅を広げ表現力を豊かにするようにした鍵盤装置が知られている。
【０００３】
例えば、鍵並び方向の押鍵力を検出するために、第１の従来の装置では、鍵盤装置本体に固定フレームを固定すると共に、可動フレームをこの固定フレームに対して鍵並び方向に揺動可能に接続し、鍵に対する鍵並び方向の力が加わったとき、それに応じて可動フレームが鍵並び方向に揺動するように構成する。そして、固定フレームに対する可動フレームの変位等を検出することで、鍵並び方向の押鍵力を検出するようにしている。
【０００４】
一方、押離鍵方向の押鍵力を検出するために、第２の従来の装置（下記特許文献１）では、鍵盤装置本体にベース部材を固定すると共に、ベース部材に金属製の弾性板を取り付け、押鍵により上記弾性板が撓むように構成して、ベース部材に対する上記弾性板の変位を検出することで、押離鍵方向の押鍵力を検出するようにしている。そして、この押離鍵方向の押鍵力検出機構を構成する際、上記ベース部材及び弾性板を折り返し構造にしている。
【０００５】
例えば、上記弾性板としての第１の弾性バネの後部が第２の弾性バネの後部に接続されており、第１の弾性バネの前部に作用した押鍵力が、第２の弾性バネの後部を介して第２の弾性バネの前部に伝わり、上記ベース部材に受け止められるように構成する。このような折り返し構造により、組立精度の許容範囲を広げ、製造を容易にすると共に、微妙な押鍵力の変化を検出するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１６０９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鍵並び方向の押鍵力検出機構に関し、上記第１の従来の装置では、固定フレームと可動フレームとは別体に構成され、例えば、金属ばねをアルミダイカスト部品にて締結したサブユニット等で両フレームを連結し、可動フレームを揺動自在にするようにしていたため、部品点数が多く、構成が複雑で、製造が容易でないだけでなく、コストも高く、また、金属部品を用いることで重量も増す傾向にあるという問題があった。
【０００７】
また、上記サブユニット等のように、可動フレームを鍵並び方向に揺動自在に固定フレームに連結する部材や連結手法を検討する際、さらに押離鍵方向の押鍵操作の微妙な検出を容易にするためには、押離鍵方向における剛性の確保が考慮されるべきである。
【０００８】
さらに、押離鍵方向の押鍵力検出機構に関し、固定フレーム及び可動フレームを含めて検討することで、製造容易化、微妙な押鍵力の変化の検出に関し、上記第２の従来の装置に対してさらなる改善の余地があった。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、サブフレームの鍵並び方向への揺動を確保しつつ押離鍵方向には変位しにくい丈夫なフレーム構造を得ることで、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる鍵盤装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、限られたスペース内で押鍵力を検出するための部位間の総距離が長い構造を得ることで、製造を容易にすると共に、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる鍵盤装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤装置は、複数の鍵からなる鍵盤と鍵盤楽器本体に対して固定的に設けられたメインフレームと前記鍵盤楽器本体に対して鍵並び方向に揺動可能に設けられたサブフレームとから構成される鍵盤フレームを備えた鍵盤装置であって、前記複数の鍵は、それぞれ前記メインフレームまたは前記サブフレームのいずれか一方に一部が固定されてなり、前記鍵盤フレームは、前記メインフレームと前記サブフレームとがヒンジ部を介して連結され、前記鍵を鍵並び方向に揺動させたとき、前記サブフレームが前記メインフレームに対して前記ヒンジ部を介して鍵並び方向に揺動し得るように構成され、前記ヒンジ部は、押離鍵方向の厚みが前記メインフレーム及び前記サブフレームのうち薄い方の厚みと略同一に形成され、且つ、その断面形状が押離鍵方向に縦長に形成されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、鍵を鍵並び方向に揺動させたとき、サブフレームがメインフレームに対してヒンジ部を介して鍵並び方向に揺動し得る。この揺動を検出して楽音制御に反映させれば、鍵並び方向の押鍵操作に基づく楽音制御が実現される。また、前記ヒンジ部は、押離鍵方向の厚みがメインフレーム及びサブフレームのうち薄い方の厚みと略同一に形成され、且つ、その断面形状が押離鍵方向に縦長に形成されるので、押離鍵方向における鍵盤フレームの剛性が確保され、押離鍵方向の押鍵力を検出して楽音制御に反映させる場合において、押離鍵操作の微妙な検出を行うことが容易となる。よって、サブフレームのメインフレームに対する鍵並び方向への揺動を確保しつつ押離鍵方向には変位しにくい丈夫なフレーム構造を得ることで、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００１３】
上記第２の目的を達成するために本発明の請求項２の鍵盤装置は、鍵盤楽器本体に対して固定的に設けられたメインフレームと前記鍵盤楽器本体に対して鍵並び方向に揺動可能に設けられたサブフレームとから構成される鍵盤フレームを備えた鍵盤装置であって、押離鍵操作可能な鍵と、前記サブフレームを前記メインフレームに対して鍵並び方向に揺動可能に連結するヒンジ部と、前記サブフレームに連結され、前記鍵に対する押鍵力に応じて撓み得るように構成された弾性体と、前記メインフレームに対して固定的な第１の位置（Ｑ１）に対する、前記弾性体に対して固定的な第２の位置（Ｑ２）の移動を検出することで、前記押鍵力を検出する押鍵力検出手段とを備え、前記メインフレームと前記ヒンジ部とは前記第１の位置から離間した第１接続部（ＣＮ１）で接続され、前記ヒンジ部と前記サブフレームとは前記第１接続部から離間した第２接続部（ＣＮ２）で接続され、前記サブフレームと前記弾性体とは前記第２の位置から離間した第３接続部（ＣＮ３）で接続されることで、前記第１の位置から前記第２の位置までの経路が、前記メインフレームを通って前記第１接続部で折り返し前記ヒンジ部を通って前記第２接続部に至り、さらに前記サブフレームを通って前記第３接続部で折り返し前記弾性体を通って前記第１の位置に至る２度折り返し構造となっていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、サブフレームをメインフレームに対して鍵並び方向に揺動可能に連結するヒンジ部を備えた鍵盤装置において、押鍵されると、サブフレームに連結された弾性体が、鍵に対する押鍵力に応じて撓み得る。そして、メインフレームに対して固定的な第１の位置に対する、弾性体に対して固定的な第２の位置の移動を検出することで、前記押鍵力が検出される。検出された押鍵力を楽音制御に反映させれば、押鍵操作に基づく楽音制御が実現される。前記第１の位置から前記第２の位置までの経路が、前記メインフレームを通って前記第１接続部で折り返し前記ヒンジ部を通って前記第２接続部に至り、さらに前記サブフレームを通って前記第３接続部で折り返し前記弾性体を通って前記第１の位置に至る２度折り返し構造となっているので、前記第１の位置と前記第２の位置との相対的位置ずれが検出精度に与える影響が軽減される結果、組み付けが容易になる。また、前記第１の位置と前記第２の位置との経路の総距離が長くなることで、同じ押鍵力が大きなモーメントとして作用することから、押鍵力の微妙な検出が容易になる。よって、限られたスペース内で押鍵力を検出するための部位間の総距離が長い構造を得ることで、製造を容易にすると共に、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００１５】
また、請求項３の鍵盤装置は、上記請求項１または２記載の構成において、前記サブフレームの前記メインフレームに対する鍵並び方向への移動量の上限を規制するためのストッパ機構を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、ストッパ機構により、サブフレームのメインフレームに対する鍵並び方向への移動量の上限が規制されるので、ヒンジ部の破損や故障を防止することができる。
【００１７】
また、請求項４の鍵盤装置は、上記請求項３記載の構成において、前記ストッパ機構は、前記メインフレームに一体的に形成した第１当接部と前記サブフレームに一体的に形成した第２当接部とが前記サブフレームの鍵並び方向への移動時に当接し得るように構成されたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、サブフレームに鍵並び方向への上限の移動量が生じたとき、メインフレームに一体的に形成した第１当接部とサブフレームに一体的に形成した第２当接部とが当接することで、サブフレームの移動量の上限が規制されるので、構成を複雑化することなくヒンジ部の破損や故障を防止することができる。
【００１９】
なお、請求項３または４において、前記ストッパ機構は、前記メインフレームと前記サブフレームとの前後方向における間に設けるのが望ましい。これによって、ストッパ機構が独立した別部材で構成されることを避けることができ、構成を簡単にすることができる。また、前記ストッパ機構は、鍵並び方向における略中央に設けるのが望ましい。これにより、どの鍵による鍵並び方向の力に対しても、サブフレームの移動規制機能を均等に果たすことができる。なお、前記ストッパ機構は、移動規制機能をより確実にする観点からは、鍵並び方向に複数設けるようにしてもよい。
【００２０】
なお、請求項１〜４において、前記ヒンジ部の断面形状は、押離鍵方向において「Ｈ型」とするのが望ましい。これにより、同じ外郭寸法で大きい断面２次モーメントを確保でき、少ない材料で強度を保持することができると共に、合成樹脂で成形する際、「ひけ」等の不具合の発生を防止して成形精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１によれば、サブフレームの鍵並び方向への揺動を確保しつつ押離鍵方向には変位しにくい丈夫なフレーム構造を得ることで、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００２２】
本発明の請求項２によれば、限られたスペース内で押鍵力を検出するための部位間の総距離が長い構造を得ることで、製造を容易にすると共に、検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００２３】
また、請求項３によれば、ヒンジ部の破損や故障を防止することができる。
【００２４】
また、請求項４によれば、構成を複雑化することなくヒンジ部の破損や故障を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレームの一部を示す平面図である。同図では、見やすくするために、後述するスイッチ基板４０を取り外した状態を示している。また、鍵盤は白鍵３０群及び黒鍵群でなるが、同図では、白鍵３０を１つだけ取り付けた状態を示している。なお、以下、鍵盤装置の奏者側を前方と称する。
【００２７】
鍵盤フレームは、メインフレーム１０とサブフレーム２０とがヒンジ部１で接続され一体に形成されて成る。本鍵盤装置は、押離鍵方向（上下方向）のほか、鍵並び方向の押鍵力を検出し、それを利用して多彩な楽音制御を実現するようにした装置であり、そのために、後述するように、サブフレーム２０がメインフレーム１０に対してヒンジ部１を介し鍵並び方向（鍵盤装置の左右方向）に相対的に移動可能に構成したものである。
【００２８】
後述するように、メインフレーム１０には鍵３０が組み付けられ、サブフレーム２０には、スイッチ基板４０、及び板バネとしての機能を果たす板状部材５０等が取り付けられる。
【００２９】
メインフレーム１０は、略全鍵幅に亘る長さに形成され、不図示の鍵盤楽器本体（例えば、楽器ケースや棚板等）に固定される。鍵盤楽器をコンソールタイプに構成する場合はともかく、鍵盤楽器をポータブルキーボードタイプに構成する場合は、メインフレーム１０は、楽器ケースと一体に形成してもよい。なお、図７を含む第１、第２の実施の形態では、メインフレーム１０と楽器ケースとは別体に構成されている場合を例示した。
【００３０】
サブフレーム２０は、第１、第２、第３ブロック２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが、連結部２０Ｚで連結されて構成される。同図には、第１、第２ブロック２０Ａ、２０Ｂのみが表されている。第１ブロック２０Ａは同図右側（奏者からみて左側）に配置され、第３ブロック２０Ｃは同図左側（奏者からみて右側）に配置される。第１ブロック２０Ａと第３ブロック２０Ｃとは、鍵並び方向における装置中央位置ＣＴを中心として左右対称に構成される。第２ブロック２０Ｂは装置中央に配置され、第１、第３ブロック２０Ａ、２０Ｃよりも２倍程度の長さを有する。
【００３１】
メインフレーム１０とサブフレーム２０とは、６個のヒンジ部１（１Ａ〜１Ｆ、内１Ｄ〜１Ｆは図示せず）を介して接続され、これらが合成樹脂で金型により一体成型されて、鍵盤フレームが構成される。上記ヒンジ部１は、フレームの材質や設計思想により個数や厚みが適宜変更されてもよい。なお、本実施の形態では、端部近傍ではヒンジ数を密にし、中央部近傍では２〜３オクターブ分の鍵幅を２個のヒンジ部で支持するようにしている。
【００３２】
ヒンジ部１Ａは、メインフレーム１０の接続部位１０Ｐ１とサブフレーム２０の連結部２０Ｚの接続部位２０Ｐ１とを接続する。同様に、ヒンジ部１Ｂは、接続部位１０Ｐ２と接続部位２０Ｐ２とを接続し、ヒンジ部１Ｃは、接続部位１０Ｐ３と接続部位２０Ｐ３とを接続する。図示はしないが、ヒンジ部１Ｄ、１Ｅ、１Ｆは、装置中央位置ＣＴを中心としてそれぞれヒンジ部１Ｃ、１Ｂ、１Ａと略左右対称に同様に構成される。
【００３３】
鍵盤フレームは弾性のある合成樹脂で構成されるので、ヒンジ部１も弾性を有する。しかも、ヒンジ部１の鍵並び方向における厚みはメインフレーム１０やサブフレーム２０に比べれば非常に薄い。従って、サブフレーム２０とメインフレーム１０との間に、鍵並び方向における相対的な力が加わると、ヒンジ部１が撓むことで、両者は相対的に移動乃至揺動可能になる。後述するように、この揺動は鍵３０の操作によって生じる。なお、鍵盤フレームを構成する素材は、弾性材料であればよく、合成樹脂に限られない。
【００３４】
図２は、鍵盤フレーム及びその周辺要素の（図１の右方からみた）側面図、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図５は、図１のＤ−Ｄ線に沿うヒンジ部１の断面図である。
【００３５】
図２に示すように、押離鍵方向におけるヒンジ部１の最大厚みをＨ１、ヒンジ部１の前後方向の全長に亘る範囲において、押離鍵方向におけるメインフレーム１０の最大厚みをＨ２とし、また、図３に示すように、ヒンジ部１の前後方向の全長に亘る範囲において、押離鍵方向におけるサブフレーム２０の最大厚みをＨ３とする。厚みＨ１は厚みＨ３と略同一で、厚みＨ２は厚みＨ１、Ｈ３よりやや厚く設定されている。
【００３６】
ヒンジ部１の厚みＨ１が、メインフレーム１０及びサブフレーム２０のうち薄い方であるサブフレーム２０の最大厚みＨ３と略同一に形成されることで、上下方向に突出しない範囲で、押離鍵方向における鍵盤フレームの高い剛性が確保される。また、図５に示すように、ヒンジ部１は、断面形状が押離鍵方向に縦長、すなわち、上下方向の厚みＨ１が鍵並び方向の厚みＢ１よりも大きく形成され、しかも「Ｈ型」に形成される。これにより、同じ外郭寸法、少ない断面積で、大きい断面２次モーメントが効果的に確保される。これらにより、サブフレーム２０の鍵並び方向への揺動は確保されると共に押離鍵方向には変位しにくい丈夫なフレーム構造が得られ、押離鍵方向における鍵盤フレームの剛性が一層増大する。なお、ヒンジ部１の断面形状は、断面２次モーメントが大きい形状であればよく、「Ｈ型」に限定されない。
【００３７】
また、ヒンジ部１の前後方向の全長に亘る範囲においては、メインフレーム１０、サブフレーム２０、及びヒンジ部１の上限位置（図２に示す位置Ｕ）が略一致している。これにより、上下方向のスペースが有効に利用される。
【００３８】
図１、図２に示すように、鍵３０は、その基端部３０ｃがメインフレーム１０の鍵設置部１１に取り付けられ、鍵支点部１２を中心に自由端部３０ｂが押離鍵方向に回動自在となるように取り付けられる。図３に示すように、メインフレーム１０のバネ係止部１４と鍵３０のバネ受け部３１との間には復帰バネ３２が装着される。復帰バネ３２は、鍵３０を常に上方に付勢し、押鍵後に離鍵されると鍵３０を初期位置（非押鍵位置）に復帰させる。
【００３９】
図２、図３に示すように、鍵３０には２枚の垂下片３０ａが下方に延設されている。サブフレーム２０の連結部２０Ｚ前部には、キーガイド２３が各鍵３０に対応してサブフレーム２０と一体に形成されており、２枚の垂下片３０ａが僅かなクリアランスをもってキーガイド２３を挟むようにして鍵３０が配設される。
【００４０】
キーガイド２３と垂下片３０ａとの間には不図示の潤滑剤が施される。鍵支点部１２は、ローリングが防止されるが、押離鍵方向及び鍵並び方向の揺動が許容される支点構造をしている。鍵３０の鍵並び方向の揺動は、基本的にはキーガイド２３によって抑制される。より正確には、鍵３０を鍵並び方向に揺動させると、その力がキーガイド２３を介してサブフレーム２０に伝わり、サブフレーム２０がメインフレーム１０に対して鍵並び方向に揺動することになる。なお、他の白鍵、黒鍵やそれらに対応するキーガイドについても同様に構成される。
【００４１】
図２、図３に示すように、サブフレーム２０には、上限ストッパ２２が設けられる。上限ストッパ２２は、各鍵３０毎に連結部２０Ｚの下面に固着され、鍵３０の垂下片３０ａを介して鍵３０の初期位置を規定する。サブフレーム２０にはまた、図１、図３に示すように、基板取り付け部２１（２１Ａ、２１Ｂ）が設けられる。基板取り付け部２１Ａ、２１Ｂは、サブフレーム２０の後部、前部にそれぞれ複数（第１、第３ブロック２０Ａ、２０Ｃには前後２個ずつ、第２ブロック２０Ｂには前後４個ずつ）突設され、サブフレーム２０と一体に形成されている。
【００４２】
スイッチ基板４０は、サブフレーム２０に取り付けられている。スイッチ基板４０は、メインフレーム１０よりやや短い全長を有し、基板取り付け部２１（２１Ａ、２１Ｂ）にネジ４１（４１Ａ、４１Ｂ）で取り付けられている。スイッチ基板４０の上面には、押鍵スイッチ２が各鍵３０に対応して設けられている。押鍵スイッチ２は、鍵３０によって押下され押鍵操作を検出する。
【００４３】
サブフレーム２０の第１ブロック２０Ａには、図３に示すように、鉄製で板状の板状部材５０が設けられる。板状部材５０は、鍵並び方向の幅が第１ブロック２０Ａのそれより小さく、第１ブロック２０Ａに形成されたリブ２７、２８に複数（例えば、４個ずつ）のネジ２４、２５で取り付けられている。なお、板状部材５０は、第３ブロック２０Ｃにも設けられている（図示せず）。板状部材５０を鍵盤装置両端近傍において左右対称に設けることで、後述するセンサ５５による押離鍵方向の押鍵操作の検出精度を向上させている。
【００４４】
図１、図２に示すように、板状部材５０には、下限ストッパホルダ５１が設けられる。下限ストッパホルダ５１は、略全鍵幅の全長を有し、両側の板状部材５０を橋渡しする形で各板状部材５０にネジ５３で固定されている。下限ストッパホルダ５１には、略全鍵幅の全長を有するフェルト製の下限ストッパ５２が固着されている。
【００４５】
この下限ストッパ５２は、押鍵による鍵３０の正確な下限位置を規定するものではなく、板状部材５０の厚み方向の変位を許容するものであって、押鍵後のさらなる押鍵（アフタタッチ）力の程度に応じてさらに下方に変位可能に構成されている。
【００４６】
下限ストッパホルダ５１と鍵３０との間には、押離鍵方向の押鍵力成分を検出するための第１検出手段としてのセンサ５５が設けられる。図１、図２に示すように、サブフレーム２０の前部には取り付け台２６が取り付けられ、センサ５５は取り付け台２６に取り付けられている。センサ５５は、下限ストッパホルダ５１の上面に対向し、下限ストッパホルダ５１によりプリコンプレッションされた状態で取り付けられている。センサ５５は、例えばインダクタンス変化型の誘導起電力誘発型センサで構成される。
【００４７】
センサ５５は、下限ストッパホルダ５１との距離の変化に応じた信号を出力し、これによってサブフレーム２０側と板状部材５０側との相対的変位が検出される。なお、第１検出手段は同様の構成のものが第３ブロック２０Ｃの対称位置にも設けられる（図示せず）。検出値としては、左右の第１検出手段の総和値が採用される。
【００４８】
鍵３０を押鍵すると、垂下片３０ａの下端部が下限ストッパ５２に当接し、押鍵力が下限ストッパ５２を介して下限ストッパホルダ５１に伝わって、これにより、板状部材５０がほぼリブ２８（ネジ２５）の位置を支点として下方に撓む。すなわち、鍵３０の回動はほぼ停止するが、押鍵ストローク後の押鍵力によって、鍵３０がさらに下方へ僅かに移動し、それに伴い下限ストッパホルダ５１がセンサ５５から離間する方向に変位する。この変位がセンサ５５により検出され、押離鍵方向における押鍵後の押鍵操作が検出されることになる。
【００４９】
アフタタッチがさらに増すと、板状部材５０の下面は下限リミッタ２０Ｌに当接して、鍵３０の変位を停止させる。下限リミッタ２０Ｌは金属で形成され、上面には保護のためのテーピングＬＴが施される。下限リミッタ２０Ｌは、下部がサブフレーム２０にネジ２９で固着されている。下限リミッタ２０Ｌは、例えば、幼児が鍵盤に乗ってもスイッチ等の破壊を防止するのに役立つ。
【００５０】
鍵盤フレームの装置中央位置ＣＴ近傍には、ストッパ機構ＭＳが設けられる（図１参照）。ストッパ機構ＭＳは、ストッパ部Ｓ１（第１当接部）及びストッパ部Ｓ２（第２当接部）で構成される。ストッパ部Ｓ１は、メインフレーム１０から前方に突出した凸部でメインフレーム１０と一体に形成され、ストッパ部Ｓ２は、ストッパ部Ｓ１に対応してサブフレーム２０に一体に形成された凹部で構成される。図１に示すように、凸状のストッパ部Ｓ１の左右両外側面と凹状のストッパ部Ｓ２との左右両内側面との間には、間隙Ｄ１が形成される。
【００５１】
鍵３０の鍵並び方向への操作によってサブフレーム２０が鍵並び方向に揺動すると、ストッパ部Ｓ２の一方の内側面がそれに対向するストッパ部Ｓ１の外側面に当接して、サブフレーム２０の移動が規制される。すなわち、ストッパ機構ＭＳは、サブフレーム２０の移動量の上限を規制する機能を果たし、これによりヒンジ部１の破損や故障が防止される。また、メインフレーム１０に対するサブフレーム２０の移動量の上限に相当するのが間隙Ｄ１である。間隙Ｄ１は、ヒンジ部１が弾性限界に対して充分に余裕のある変形量に収まるような値に設定される。
【００５２】
ストッパ機構ＭＳが、メインフレーム１０とサブフレーム２０との前後方向における間に設けられ、しかもストッパ部Ｓ１、Ｓ２が、メインフレーム１０、サブフレーム２０とそれぞれ一体に形成されているので、構成が簡単になっている。また、ストッパ機構ＭＳは、鍵並び方向における略中央に設けられるので、どの鍵による鍵並び方向への力に対しても、サブフレーム２０の移動規制機能を均等に果たすことができる。なお、ストッパ機構ＭＳは、移動規制機能をより確実にする観点からは、鍵並び方向に複数設けるようにしてもよい。
【００５３】
装置中央位置ＣＴ近傍にはさらに、アクチュエータ１３及びセンサ４３からなり鍵並び方向の押鍵力成分を検出するための第２検出手段が設けられる。図１、図４に示すように、アクチュエータ１３は、メインフレーム１０のストッパ部Ｓ１上部から前方に延設され、メインフレーム１０と一体に形成されている。サブフレーム２０には、アクチュエータ１３に対応する穴２０ａが形成され、金型成形におけるアンダーカットを回避している。
【００５４】
図１〜図３に示すように、スイッチ基板４０の下面には、センサ取り付け部４２が下方に突設されている。センサ取り付け部４２は、サブフレーム２０に形成された長穴２０ｂ（図１参照）に不図示のネジで取り付けられ、鍵並び方向に位置調整が可能になっている。そしてこのセンサ取り付け部４２に、センサ４３が設けられている。図１に示すように、センサ４３は、アクチュエータ１３に対向しアクチュエータ１３によりプリコンプレッションされた状態で取り付けられる。センサ４３は、センサ５５（図２参照）と同様に、例えばインダクタンス変化型の誘導起電力誘発型センサで構成される。センサ４３は、アクチュエータ１３に駆動されて鍵並び方向に出入りすることで、メインフレーム１０に対するサブフレーム２０の鍵並び方向の移動を検出する。これにより、鍵３０の鍵並び方向への押鍵操作が検出される。
【００５５】
図６は、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図（同図（ａ））及び変形例の一部を示す図（同図（ｂ））である。
【００５６】
上述したように、基板取り付け部２１Ａ、２１Ｂは、サブフレーム２０に突設されるが、基板取り付け部２１Ａはサブフレーム２０の後部から前方に向き、基板取り付け部２１Ｂはサブフレーム２０の前部から後方に向いて、それぞれ突設されている。同図（ａ）に示すように、サブフレーム２０には、各基板取り付け部２１Ａ、２１Ｂに対応して、穴２０ｃ、２０ｄが形成されている。穴２０ｃ、２０ｄは、各基板取り付け部２１Ａ、２１Ｂにスイッチ基板４０をネジ４１（４１Ａ、４１Ｂ）で下方から固定する際に、作業の便宜上必要とされる。
【００５７】
なお、これとは逆に、上方からネジ止めするように構成してもよい。例えば、同図（ｂ）に示すように、スイッチ基板１４０を基板取り付け部１２１Ａ、１２１Ｂの上部に重ね、ネジ１４１（１４１Ａ、１４１Ｂ）を上方から螺合するようにすれば、穴２０ｃ、２０ｄの形成は不要になり、構成を簡単にすることができる。
【００５８】
かかる構成（図１〜図６（ａ））において、奏者が鍵３０を押鍵すると、押鍵スイッチ２によりその押鍵操作が検出され、その検出信号に応じて不図示の音源回路、スピーカを介して楽音が発生する。
【００５９】
また、押鍵ストローク中または押鍵後に、奏者は鍵３０を鍵並び方向に揺動させる操作を行うことができる。鍵３０の鍵並び方向への力は、上述したようにキーガイド２３を介してサブフレーム２０に伝わり、これにより、サブフレーム２０がメインフレーム１０に対して鍵並び方向に揺動する。この揺動がセンサ４３で検出される。
【００６０】
さらに、奏者は、押鍵ストローク後に鍵３０をさらに下方に押下することができる。上述したように、鍵３０の下方への力は、垂下片３０ａ、下限ストッパ５２、下限ストッパホルダ５１を介して板状部材５０に伝わり、板状部材５０が下方に撓む。それに伴い下限ストッパホルダ５１がセンサ５５から離間する方向に変位し、この変位がセンサ５５により検出される。
【００６１】
センサ４３による検出信号及びセンサ５５による検出信号を、例えば、音色、音量、ピッチ、リバーブ、パン、ビブラート等に反映させて楽音を制御することで、アフターコントロール等をはじめ多彩な楽音制御が可能になる。これにより、演奏の幅を広げ表現力を豊かにすることができる。なお、センサ４３、センサ５５の各検出信号に基づき制御されるパラメータは、それぞれ予め定めておいてもよいし、奏者が任意に割り当て可能に構成してもよい。
【００６２】
なお、鍵３０の下限ストッパ５２当接後でなくても、操作する指と鍵表面との摩擦により押鍵途中で横動(鍵並び方向への)操作があれば、センサ４３によって微妙な偏倚(変位)を検出できるので、これに基づく楽音制御も可能である。
【００６３】
本実施の形態によれば、メインフレーム１０とサブフレーム２０とをヒンジ部１で接続して合成樹脂で金型により一体成型し、サブフレーム２０がヒンジ部１を介してメインフレーム１０に対して鍵並び方向に相対的に移動可能に構成したので、部品点数を削減し、製造コストを抑制することができるだけでなく、連結のための金属部品が不要となり、軽量化にも資する。また、鍵３０の鍵並び方向への力がキーガイド２３を介してサブフレーム２０に伝わり、サブフレーム２０がメインフレーム１０に対して鍵並び方向に揺動するようにし、そして、メインフレーム１０側に設けたアクチュエータ１３と、サブフレーム２０側に設けたセンサ４３とによって、上記鍵並び方向の揺動を検出して、これを楽音制御に反映させるようにしたので、鍵並び方向への押鍵操作に基づく楽音制御が可能になる。よって、構成を簡単にして、製造容易化、コスト削減、軽量化を図りつつ、鍵並び方向への押鍵操作に基づく多彩な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００６４】
本実施の形態によればまた、ヒンジ部１の前後方向の全長に亘る範囲において、上下方向におけるヒンジ部１の最大厚みＨ１が、メインフレーム１０の最大厚みＨ２とサブフレーム２０の最大厚みＨ３のうち薄い方である厚みＨ３と略同一に形成されることで、上下方向に突出しない範囲で、押離鍵方向における鍵盤フレームの高い剛性が確保され、しかも、ヒンジ部１の断面形状が押離鍵方向に縦長に形成されるので、押離鍵方向の押鍵力を検出して楽音制御に反映させる場合において、押離鍵操作の微妙な検出を行うことが容易となる。加えてヒンジ部１が「Ｈ型」に形成されることで、同じ外郭寸法、少ない断面積で、大きい断面２次モーメントを効果的に確保でき、少ない材料で強度を保持することができると共に、合成樹脂で成形する際、「ひけ」等の不具合の発生を防止して成形精度を向上することができる。よって、サブフレーム２０の鍵並び方向への揺動を確保しつつ押離鍵方向には変位しにくい丈夫なフレーム構造を得ることで、押離鍵方向への押鍵操作の検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、鍵３０の鍵並び方向への力がキーガイド２３を介してサブフレーム２０に伝わるようにしたが、これに限るものでなく、キーガイド２３を除外し、押鍵後に鍵３０の自由端部３０ｂとサブフレーム２０とが当接関係（介在物があってもよい）となって、自由端部３０ｂとサブフレーム２０との間で生ずる摩擦力によって押鍵後の鍵３０に対する鍵並び方向への力がサブフレーム２０に伝わるように構成してもよい。例えば、垂下片３０ａと下限ストッパ５２との摩擦力を利用して、板状部材５０を介してサブフレーム２０に力が伝達されるようにしてもよい。その場合には、キーガイドに代わって、鍵３０の自由端部３０ｂを鍵並び方向に過剰に揺動させないようにする手段が必要となる。例えば、特開平１０−３４００７８号公報等に示すように、鍵３０を鍵並び方向に幅広の連結部でメインフレーム１０に取り付け、自由端部３０ｂが鍵並び方向には微少に揺動可能に構成すればよい。
【００６６】
なお、本実施の形態では、押離鍵方向の押鍵力成分を検出する第１検出手段及び鍵並び方向の押鍵力成分を検出する第２検出手段は、誘導起電力誘発型のセンサを用いるようにしたが、これらに限るものでなく、ホール素子、歪みゲージ等、他の検出機構を用いるようにしてもよい。その際、移動を検出するために、磁気、光、圧力等、利用するパラメータも限定されない。
【００６７】
例えば、第１検出手段をホール素子を用いて構成する場合は、ホール素子を取り付け台２６に取り付け、磁石をホール素子に対向して下限ストッパホルダ５１に取り付ければよい。あるいは、ホール素子と磁石との取り付け位置をこれとは逆にしてもよい。
【００６８】
なお、ストッパ機構ＭＳは、メインフレーム１０側に凸状のストッパ部Ｓ１、サブフレーム２０側に凹状のストッパ部Ｓ２を形成する構成としたが、凹凸関係をこれとは逆にしてもよい。
【００６９】
なお、本実施の形態では、スイッチ基板４０はサブフレーム２０に対して固定的に設けたことから、センサ４３はサブフレーム２０側に、アクチュエータ１３はメインフレーム１０にそれぞれ設けることで、両フレーム１０、２０間の相対的移動を検出するようにした。しかし、これに限るものでなく、スイッチ基板４０はメインフレーム１０に固定的に設けてもよい。その場合は、アクチュエータ１３に相当するものをサブフレーム２０に設け、センサ４３に相当するものをスイッチ基板４０に設ければよい。
【００７０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、鍵３０の基端部３０ｃがメインフレーム１０に固定され、鍵３０の鍵並び方向への力はキーガイド２３を介してサブフレーム２０に伝わるように構成された。これに対し本第２の実施の形態では、鍵の基端部をサブフレームに固定し、鍵の鍵並び方向への力が基端部を介してサブフレームに伝わるように構成する。
【００７１】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレーム及びその周辺要素の断面図（同図（ａ））並びに鍵盤フレームの部分平面図（同図（ｂ））である。
【００７２】
同図（ｂ）に示すように、鍵盤フレームは、メインフレーム２１０とサブフレーム２２０とがヒンジ部２０１で接続されて一体に形成される。鍵盤フレームの全体の形状は異なるが、機能は第１の実施の形態の場合と同様である。
【００７３】
同図（ａ）に示すように、白鍵２３０は、基端部２３０ｃにてサブフレーム２２０の連結部２２０Ｚに固定され、自由端部２３０ｂが押離鍵方向に回動可能になっている。また、例えば、特開平１０−３４００７８号公報等に示された構成と同様に、白鍵２３０は、基端部２３０ｃとは鍵並び方向に幅広の連結部２３２で接続されており、しかも連結部２３２には延設部２３１が白鍵２３０の長手方向略中央近傍まで延設されている。延設部２３１は、白鍵２３０本体の鍵並び方向における操作部分の最大幅と略同一に形成されている。幅広の連結部２３２及び延設部２３１により、白鍵２３０の自由端部２３０ｂは、キーガイドなしに、押離鍵方向には自在に揺動するが鍵並び方向にはほとんど揺動しないように構成される。なお、黒鍵は、延設部の長さが異なるが全体としてはほぼ同様に構成される。
【００７４】
板状部材５０に相当する鉄製板状の板状部材２５０は、サブフレーム２２０にネジ２２４、２２５で固定される。板状部材２５０には、下限ストッパ５２に相当するフェルト製の下限ストッパ２５２が設けられる。
【００７５】
メインフレーム２１０上には、スイッチ基板４０に相当するスイッチ基板２４０が設けられ、スイッチ基板２４０には押鍵スイッチ２に相当する押鍵スイッチ２０２が各鍵毎に設けられる。メインフレーム２１０にはさらに、過変形防止ストッパ２０３が設けられ、鍵２３０の過剰な押鍵力による板状部材２５０の過剰な変形を抑制する。
【００７６】
なお、図示はしないが、押離鍵方向の押鍵力成分を検出する第１検出手段は、板状部材２５０及びメインフレーム２１０間に構成され（一方に検出器、他方にアクチュエータ等）、鍵並び方向の押鍵力成分を検出するための第２検出手段は、メインフレーム２１０及びサブフレーム２２０間に構成される（一方にアクチュエータ１３、他方にセンサ４３）。
【００７７】
また、押鍵時に押鍵スイッチ２０２が鍵２３０により駆動される際に、鍵２３０に鍵並び方向への力が加わると、押鍵スイッチ２０２上面が歪んだりこすれたりして、誤動作により検出誤差を生ずるおそれがある。これを防止するために、押鍵スイッチ２０２上面とそれに当接する鍵２３０のアクチュエータ下面（図示せず）とは、滑り易いように構成される。例えば、押鍵スイッチ２０２上面は、滑りのよい材料を用いて２色成形にて固める。または、押鍵スイッチ２０２がねじれるか否かにかかわらず誤動作を起こさないように、オン、オフ、タッチレスポンス等の早めの押鍵処理を行なえるような構造とする。あるいは、スイッチ基板２４０及び押鍵スイッチ２０２をサブフレーム２２０側に設けると共に、鍵アクチュエータ部は鍵長手方向中央よりやや後方のスイッチ対応部に設けるようにしてもよい。
【００７８】
かかる構成において、鍵２３０を鍵並び方向に揺動させる操作を行うと、鍵２３０の鍵並び方向への力は、基端部２３０ｃを介してサブフレーム２２０に伝わり、これにより、サブフレーム２２０がメインフレーム２１０に対して鍵並び方向に揺動する。この揺動が上記第２検出手段で検出される。
【００７９】
なお、押離鍵操作は押鍵スイッチ２０２で検出され、押離鍵方向の押鍵ストローク後の押鍵力成分は、板状部材２５０の撓みを介して上記第１検出手段で検出される。
【００８０】
本実施の形態によれば、構成を簡単にして、製造容易化、コスト削減、軽量化を図りつつ、鍵並び方向への押鍵操作に基づく多彩な楽音制御の実現を可能にすることに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、押離鍵方向の押鍵力成分を検出する第１検出手段を構成するセンサ５５は、取り付け台２６を介してサブフレーム２０に取り付けられ、第１検出手段はサブフレーム２０側と板状部材５０側との相対的変位を検出するように構成された。これに対し本第３の実施の形態では、センサ５５をメインフレーム側に固定し、第１検出手段は、メインフレーム側と板状部材５０（弾性体）側との相対的変位を検出するように構成される。
【００８２】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレームの一部を示す平面図（同図（ａ））並びに鍵盤フレーム及びその周辺要素の側面図（同図（ｂ））である。
【００８３】
メインフレーム３１０には、延設部３１０ａが設けられる。延設部３１０ａは、メインフレーム３１０の同図における右端部（奏者からみて左端部）から前方に突設され、メインフレーム３１０と一体に形成される。延設部３１０ａの前端面３１０ａａには、取り付け台３２６が固着され、センサ５５は、この取り付け台３２６に取り付けられている。なお、センサ５５による第１検出手段（押鍵力検出手段）は、同様の構成のものが第３ブロック２０Ｃの対称位置にも設けられる（図示せず）。サブフレーム２０や鍵３０をはじめ、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００８４】
かかる構成において、押鍵ストローク後に鍵３０をさらに下方に押下すると、第１の実施の形態と同様に、鍵３０の下方への力は板状部材５０に伝わり、それに伴い下限ストッパホルダ５１がセンサ５５から離間する方向に変位し、この変位がセンサ５５により検出される。
【００８５】
鍵盤装置前後方向において、センサ５５、下限ストッパホルダ５１におけるセンサ５５対向部分の各配設位置をそれぞれ「Ｑ１」（第１の位置）、「Ｑ２」（第２の位置）、メインフレーム３１０とヒンジ部１Ａとの接続位置（接続部位１０Ｐ１に相当）を「ＣＮ１」（第１接続部）、サブフレーム２０とヒンジ部１Ａとの接続位置（接続部位２０Ｐ１に相当）を「ＣＮ２」（第２接続部）、板状部材５０が下方に撓む場合の支点位置（リブ２８、ネジ２５の配設位置、図３参照）を「ＣＮ３」（第３接続部）とする。
【００８６】
側方からみた「Ｑ１」から「Ｑ２」に至る経路を考察すると、「Ｑ１」から取り付け台３２６、メインフレーム３１０を通って「ＣＮ１」に至り、「ＣＮ１」で折り返してヒンジ部１Ａを通って「ＣＮ２」に至り、次に「ＣＮ２」で折り返してサブフレーム２０を通って「ＣＮ３」に至り、さらに「ＣＮ３」で折り返して板状部材５０を通って「Ｑ２」に至ることがわかる。すなわち、「Ｑ１」から「Ｑ２」に至る経路が、「ＣＮ１」と「ＣＮ３」とで２度折り返す２度折り返し構造となっている。
【００８７】
メインフレーム３１０とサブフレーム２０とは、ヒンジ部１を介して鍵並び方向に移動可能であって、上下方向にはほとんど相対的移動をしないが、厳密には鍵盤フレームの弾性により、上下方向にも僅かに変位する。第１の実施の形態では、センサ５５がサブフレーム２０に固定的であったため、両フレーム間の変位は押離鍵方向の押鍵力の検出に関係がなかった。しかし、本第３の実施の形態では、センサ５５がメインフレーム３１０に固定的であるため、両フレーム間の変位が押離鍵方向の押鍵力の検出に関係する。
【００８８】
ところが、上記のように、本実施の形態では、「Ｑ１」から「Ｑ２」に至る経路が２度折り返し構造となっているので、「Ｑ１」と「Ｑ２」との相対的位置ずれが検出精度に与える影響を軽減できる結果、組み付けが容易になる。また、「Ｑ１」と「Ｑ２」との総距離が長くなることで、同じ押鍵力が大きなモーメントとして作用することから、押鍵力の微妙な検出が容易になる。
【００８９】
本実施の形態によれば、限られたスペース内で押鍵力を検出するための部位間の総距離が長い構造を得ることで、製造を容易にすると共に、押離鍵方向における押鍵力の検出の信頼性を向上して鍵操作に基づく繊細な楽音制御の実現を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレームの一部を示す平面図である。
【図２】鍵盤フレーム及びその周辺要素の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿うヒンジ部１の断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図（同図（ａ））及び変形例の一部を示す図（同図（ｂ））である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレーム及びその周辺要素の断面図（同図（ａ））並びに鍵盤フレームの部分平面図（同図（ｂ））である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る鍵盤装置の鍵盤フレームの一部を示す平面図（同図（ａ））並びに鍵盤フレーム及びその周辺要素の側面図（同図（ｂ））である。
【符号の説明】
【００９１】
１  ヒンジ部、  ２  押鍵スイッチ、  １０、２１０、３１０  メインフレーム、  １３  アクチュエータ、  ２０、２２０  サブフレーム、  ２３  キーガイド、  ３０  鍵、  ３０ｂ  自由端部、  ３０ｃ  基端部、  ４０、１４０  スイッチ基板、  ４３  センサ、  ５０  板状部材（第３の実施の形態では弾性体）、  ５２  下限ストッパ、  ５５  センサ（第３の実施の形態では押鍵力検出手段の一部）、  Ｈ１  ヒンジ部厚み、  Ｈ２  メインフレーム厚み、  Ｈ３  サブフレーム厚み、  ＭＳ  ストッパ機構、  Ｓ１  ストッパ部（第１当接部）、  Ｓ２  ストッパ部（第２当接部）、  Ｑ１  位置（第１の位置）、  Ｑ２  位置（第２の位置）、  ＣＮ１  位置ＣＮ１（第１接続部）、  ＣＮ２  位置（第２接続部）、  ＣＮ３  位置（第３接続部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005326878.tif 000008
【図７】
2005326878.tif 000009
【図８】
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